การแตกตัว, การหลอมรวม, และการสลายตัวของนิวเคลียส
แนะนำใหม่| English | ความหมาย |
|---|---|
| nuclear fission/ˈnjuːklɪə ˈfɪʃn/ | การแตกตัวของนิวเคลียส |
| nuclear fusion/ˈnjuːklɪə ˈfjuːʒn/ | การหลอมรวมของนิวเคลียส |
วัสดุเล็กน้อย พลังมหาศาล
- ดวงอาทิตย์เปลี่ยนมวลสี่ล้านตันให้เป็นพลังงานบริสุทธิ์ ทุกวินาที
- โรงงานนิวเคลียร์ powering一个 city จากเชื้อเพลิงเพียงไม่กี่กิโลกรัม
- กุญแจสำคัญคือ มวลเปลี่ยนเป็นพลังงาน ผ่าน $E = mc^2$ ของไอน์สไตน์
- เนื่องจาก $c^2$ มีค่ามหาศาล มวลเล็กน้อยจึงปล่อยพลังงานมหาศาล
มวลเปลี่ยนเป็นพลังงาน
- ความสัมพันธ์ของไอน์สไตน์ $E = mc^2$ บอกว่ามวลและพลังงานคือสองรูปแบบของสิ่งเดียวกัน
- ในปฏิกิริยานิวเคลียร์ มวลเล็กน้อย หายไป และปรากฏเป็นระเบิดพลังงาน
- เนื่องจาก $c^2 \approx 9\times10^{16}$ แม้แต่มวลเพียงหนึ่งกรัมก็สามารถปลดปล่อยพลังงานมหาศาลได้
- ปฏิกิริยานิวเคลียร์ปลดปล่อยพลังงานมากกว่าปฏิกิริยาเคมีถึง ล้าน เท่าต่ออะตอม
สมการใดเชื่อมโยงมวลและพลังงาน?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
$E = mc^2$ ของไอน์สไตน์ เชื่อมโยงมวลและพลังงาน
ทำไมปฏิกิริยานิวเคลียร์จึงปล่อยพลังงานมากกว่าปฏิกิริยาเคมีมาก?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
การแปลงแม้เพียงมวลเล็กน้อยก็ให้พลังงานมหาศาลเพราะ $c^2$ มีค่าน้อยมาก
การแตกตัว: การแยกนิวเคลียสขนาดใหญ่
- การแตกตัวนิวเคลียร์ (nuclear fission) แยกนิวเคลียสขนาดใหญ่หนัก (เช่น ยูเรเนียม) ออกเป็นชิ้นส่วนที่เล็กลง
- ชิ้นส่วนที่ได้มีมวลรวม น้อยลง เล็กน้อย; มวลที่หายไปจะกลายเป็นพลังงาน
- ทุกครั้งที่เกิดการแตกตัวยังปลดปล่อยนิวตรอนออกมา ซึ่งสามารถทำให้ นิวเคลียสอื่นแตกตัวได้อีก — เกิดเป็น ปฏิกิริยาลูกโซ่
- การแตกตัวเป็นแหล่งกำเนิดพลังสำหรับเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์และระเบิดปรมาณู
การแตกตัวทางนิวเคลียร์คือ:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
การแตกตัวแยกนิวเคลียสหนักขนาดใหญ่ออกเป็นชิ้นส่วนเล็กๆ
การรวมตัว: การเชื่อมนิวเคลียสขนาดเล็ก
- การรวมตัวนิวเคลียร์ (nuclear fusion) เชื่อมนิวเคลียสขนาดเล็กเบา (เช่น ไฮโดรเจน) เข้าด้วยกันเป็นนิวเคลียสที่ใหญ่ขึ้น
- อีกครั้ง มวลเล็กน้อยถูกสูญเสียและปลดปล่อยออกมาเป็นพลังงาน — มากกว่า ต่อกิโลกรัมเมื่อเทียบกับกระบวนการแตกตัว
- การรวมตัวเป็นแหล่งกำเนิดพลังของ ดวงอาทิตย์ และดาวฤกษ์ต่างๆ โดยหลอมไฮโดรเจนให้เป็นฮีเลียม
- กระบวนการนี้ต้องการอุณหภูมิและความดันที่สูงมาก นี่คือเหตุผลที่ทำให้การผลิตพลังงานจากการรวมตัวบนโลกนั้นยากลำบาก
การแตกตัว, การหลอมรวม หรือการสลาย?
จัดกลุ่มกระบวนการทางนิวเคลียร์แต่ละอย่าง
การหลอมรวมทางนิวเคลียร์เป็นกำลังของ ____ และดวงดาว
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
ดวงอาทิตย์หลอมรวมไฮโดรเจนเป็นฮีเลียม ปล่อยพลังงานออกมา
เลือก ทุก ข้อเท็จจริงเกี่ยวกับปฏิกิริยานิวเคลียร์
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
การแตกตัวแยก การหลอมรวมรวม และทั้งสองปล่อยพลังงานจากมวลที่หายไป การหลอมรวมก็ปล่อยพลังงานเช่นกัน
ทั้งการแตกตัว (การแยก) และการรวมตัว (การเชื่อม) ปลดปล่อย พลังงาน เพราะในทั้งสองกรณี ผลิตภัณฑ์ที่ได้จะมีมวล น้อยลง เล็กน้อยเมื่อเทียบกับนิวเคลียสเริ่มต้น มวลที่ "หายไป" ไม่ได้ถูกทำลายไป แต่กลายเป็นพลังงานผ่าน $E = mc^2$ อย่าสันนิษฐานว่ามีการปลดปล่อยพลังงานเฉพาะการแยกเท่านั้น การรวมตัวของนิวเคลียสเบาก็สามารถปลดปล่อยพลังงานได้มากกว่า
ทั้งการแตกตัวและการหลอมรวมปล่อยพลังงานเพราะผลิตภัณฑ์มีมวลน้อยกว่าเล็กน้อย
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
มวลที่หายไปกลายเป็นพลังงานผ่าน $E = mc^2$ ในทั้งสองกระบวนการ
ดวงอาทิตย์หลอมไฮโดรเจนให้เป็นฮีเลียม พลังงานมหาศาลของมันมาจากไหน?
- นิวเคลียสของฮีเลียมมีมวล น้อยลง เล็กน้อยเมื่อเทียบกับไฮโดรเจนที่ทำมันขึ้นมา
- มวลที่หายไปเพียงเล็กน้อยนี้กลายเป็นพลังงานผ่าน $E = mc^2$ — และเมื่อ $c^2$ มีค่า那么大, พลังงานที่เกิดขึ้นจึงมหาศาล
ปฏิกิริยานิวเคลียร์เปลี่ยน มวลเป็นพลังงาน ผ่าน $E = mc^2$, ปลดปล่อยพลังงานมากกว่าปฏิกิริยาเคมีถึงล้านเท่าต่ออะตอม การแตกตัว แยกนิวเคลียสหนัก (เตาปฏิกรณ์, ระเบิด); การรวมตัว เชื่อมนิวเคลียสเบา (ดวงอาทิตย์) ในทั้งสองกรณี ผลิตภัณฑ์ที่ได้จะมีมวลน้อยกว่าเล็กน้อย และมวลนั้นจะกลายเป็นพลังงาน